(57)【要約】【課題】電気的信頼性を向上させる要求に応える配線基板を提供する。【解決手段】配線基板３は、第１絶縁層６ａと、該第１絶縁層６ａの一主面に形成された第１導電層７ａと、第１絶縁層６ａを厚み方向に貫通して第１導電層７ａに接続した第１貫通導体８ａとを備える。第１絶縁層６ａおよび第１導電層７ａは交互に複数積層されている。第１絶縁層６ａは、基材１５を含む第１樹脂層１０ａと、該第１樹脂層１０ａの一主面に形成された第１無機絶縁層１１ａとを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１絶縁層と、該第１絶縁層の一主面に形成された第１導電層と、前記第１絶縁層を厚み方向に貫通して前記第１導電層に接続した第１貫通導体と、を備え、
前記第１絶縁層および前記第１導電層は交互に複数積層されており、
前記第１絶縁層は、基材を含む第１樹脂層と、該第１樹脂層の一主面に形成された第１無機絶縁層と、を有することを特徴とする配線基板。
【請求項２】
請求項１に記載の配線基板において、
最外層に配された第２絶縁層と、該第２絶縁層の前記第１絶縁層側の一主面に形成された第２導電層と、前記第２絶縁層の他主面に形成された第３導電層と、前記第２絶縁層を厚み方向に貫通して前記第２導電層および前記第３導電層に接続した第２貫通導体と、を更に備え、
前記第２絶縁層は、第２樹脂層と、該第２樹脂層の前記第１絶縁層側の一主面に形成された第２無機絶縁層と、該第２樹脂層の他主面に形成された第３無機絶縁層と、を有することを特徴とする配線基板。
【請求項３】
請求項２に記載の配線基板において、
前記第２樹脂層は、基材を含み、
前記第２絶縁層は、前記第１絶縁層よりも厚みが大きく、
前記第２貫通導体は、前記第１貫通導体よりも高さが大きいことを特徴とする配線基板。
【請求項４】
請求項３に記載の配線基板において、
前記第１貫通導体は、前記第２絶縁層に向かって幅が狭くなっており、
前記第２貫通導体は、前記第１絶縁層の反対側に向かって幅が狭くなっており、
前記第２貫通導体の最大径は、前記第１貫通導体の最大径の９０％以上１１０％以下であることを特徴とする配線基板。
【請求項５】
請求項２に記載の配線基板において、
前記第２樹脂層は、基材を含まず、前記第１樹脂層よりも厚みが小さいことを特徴とする配線基板。
【請求項６】
請求項１に記載の配線基板において、
最外層に配された第２絶縁層と、該第２絶縁層の前記第１絶縁層側の一主面に形成された第２導電層と、前記第２絶縁層の他主面に形成された第３導電層と、前記第２絶縁層を厚み方向に貫通して前記第２導電層および前記第３導電層に接続した第２貫通導体と、を更に備え、
前記第２絶縁層は、第２樹脂層と、該第２樹脂層の前記第１絶縁層側の一主面に形成された第２無機絶縁層と、を有し、
前記第３導電層は、前記第２樹脂層の他主面に形成されていることを特徴とする配線基板。
【請求項７】
請求項１に記載の配線基板と、該配線基板に実装された電子部品と、を備えたことを特徴とする実装構造体。
【請求項８】
請求項２ないし５のいずれかに記載の配線基板と、該配線基板の前記第２絶縁層側の一主面に実装された電子部品と、を備えたことを特徴とする実装構造体。
【請求項９】
請求項６に記載の配線基板と、該配線基板の前記第２絶縁層と反対側の他主面に実装された電子部品と、を備えたことを特徴とする実装構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器（たとえば各種オーディオビジュアル機器、家電機器、通信機器、コンピュータ機器及びその周辺機器）等に使用される配線基板および該配線基板を含む実装構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器における実装構造体としては、配線基板上面に電子部品を実装したものが使用されている。
【０００３】
特許文献１には、複数の絶縁基板（絶縁層、樹脂層）と、前記絶縁基板を介して厚み方向に離間した複数の回路（導電層）と、を備えた回路形成基板（配線基板）が記載されている。絶縁基板は、織布や不織布等の基材に樹脂を含浸させて硬化させることにより構成されている。なお、このような配線基板は、いわゆるコアレス基板として知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１１６１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されているコアレス基板では、樹脂を基材に含浸させて硬化させると樹脂は収縮する。その一方で基材は収縮しないことから、基材を含む樹脂層には残留応力が生じる。その結果、コアレス基板は反りが生じやすくなり、ひいては、電気的信頼性が低下する。
【０００６】
本発明は、電気的信頼性を向上させる要求に応える配線基板および実装構造体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一形態にかかる配線基板は、第１絶縁層と、該第１絶縁層の一主面に形成された第１導電層と、前記第１絶縁層を厚み方向に貫通して前記第１導電層に接続した第１貫通導体と、を備え、前記第１絶縁層および前記第１導電層は交互に複数積層されており、前記第１絶縁層は、基材を含む第１樹脂層と、該第１樹脂層の一主面に形成された第１無機絶縁層と、を有する。
【０００８】
本発明の一形態にかかる実装構造体は、上記の配線基板と、該配線基板に実装された電子部品と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
上記の構成によれば、電気的信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態にかかる実装構造体および配線基板の厚み方向に切断した断面図である。
【図２】図２は、図１に示した配線基板のＲ１部分を拡大して示した断面図である。
【図３】図３Ａは、図１に示した配線基板のＲ２部分を拡大して示した断面図であり、図３Ｂは、図３Ａに示した拡大図のＲ３部分をさらに拡大して示した断面図である。
【図４】図４Ａ乃至図４Ｆは、図１に示した配線基板の製造工程を説明する厚み方向に切断した断面図である。
【図５】図５Ａ乃至図５Ｄは、図１に示した配線基板の製造工程を説明する厚み方向に切断した断面図である。
【図６】図６は、本発明の第２実施形態にかかる配線基板の断面図である。
【図７】図７は、本発明の第３実施形態にかかる配線基板の断面図である。
【図８】図８Ａ乃至図８Ｄは、図７に示した配線基板の製造工程を説明する厚み方向に切断した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施形態に係る配線基板および実装構造体を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、第２実施形態以降の説明において、既に説明された実施形態の構成と同一若しくは類似する構成については、同一の符号を付すことがあり、また、説明を省略することがある。
【００１２】
＜第１実施形態＞
（配線基板および実装構造体の概略構成）
図１に示した実装構造体１は、例えば各種オーディオビジュアル機器、家電機器、通信機器、コンピュータ装置又はその周辺機器などの電子機器に使用されるものである。この実装構造体１は、電子部品２及び該電子部品２が上面に搭載される配線基板３を含み、外部機器５に実装されている。配線基板３の厚みは、例えば０．１ｍｍ以上０．８ｍｍ以下である。
【００１３】
電子部品２は、例えばＩＣまたはＬＳＩ等の半導体素子であり、配線基板３に半田等の導電材料からなるバンプ４を介してフリップチップ実装されている。この電子部品２は、母材が、例えばシリコン、ゲルマニウム、ガリウム砒素、ガリウム砒素リン、窒化ガリウムまたは炭化珪素等の半導体材料により形成されている。
【００１４】
外部機器５は、例えばマザーボード等の配線基板であり、配線基板３の電子部品２とは反対側において、バンプ４を介して配線基板３に接続されている。
【００１５】
配線基板３は、第１絶縁層６ａと、該第１絶縁層６ａの一主面に形成された第１導電層７ａと、第１絶縁層６ａを厚み方向に貫通して第１導電層７ａに接続した第１貫通導体８ａとを備えている。第１絶縁層６ａおよび第１導電層７ａは交互に複数（図１では２つずつ）積層されている。
【００１６】
また、配線基板３は、最外層に配された第２絶縁層６ｂと、該第２絶縁層６ｂの第１絶縁層６ａ側の一主面に形成された第２導電層７ｂと、第２絶縁層６ｂの他主面に形成された第３導電層７ｃと、第２絶縁層６ｂを厚み方向に貫通して第２導電層７ｂおよび第３導電層７ｃに接続した第２貫通導体８ｂと備えている。
【００１７】
なお、電子部品２は、配線基板３の第２絶縁層６ｂ側に実装されている。すなわち、電子部品２は、バンプ４を介して第３導電層７ｃに接続されている。また、外部機器５は、配線基板３の第１絶縁層６ａ側に接続されている。すなわち、外部機器５は、バンプ４を介して最外層の第１導電層７ａに接続されている。特に図示しないが、最外層の第１導電層７ａおよび第３導電層７ｃの、バンプ４が接続されるパッド以外の領域上には、ソルダレジストが設けられていてもよい。
【００１８】
第１絶縁層６ａは、第１樹脂層１０ａと、該第１樹脂層１０ａの一主面に形成された第１無機絶縁層１１ａとを有している。なお、各第１絶縁層６ａの第１無機絶縁層１１ａ側には第１導電層７ａが位置し、複数の第１絶縁層６ａ全体の第１樹脂層１０ａ側には第２導電層７ｂ、第２絶縁層６ｂ及び第３導電層７ｃが位置している。
【００１９】
第２絶縁層６ｂは、第２樹脂層１０ｂと、該第２樹脂層１０ｂの第１絶縁層６ａ側の一主面に形成された第２無機絶縁層１１ｂと、第２樹脂層１０ｂの他主面に形成された第３無機絶縁層１１ｃとを有している。
【００２０】
配線基板３内において、全ての第１樹脂層１０ａの材料および厚みは同一であることが望ましい。この場合、配線基板３全体として、熱膨張率のバランスがとれ、反りを低減できる。以下の説明においては、全ての第１樹脂層１０ａは、その材料および厚みが互いに同一であるものとする。
【００２１】
第１樹脂層１０ａ及び第２樹脂層１０ｂは、その材料および／または厚みが互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。好ましくはこれらは互いに同一の材料である。また、好ましくは一方の厚みは他方の厚みに対して０．８〜１．２倍であり、より好ましくは双方の厚みは互いに同一である。以下の説明においては、第１樹脂層１０ａ及び第２樹脂層１０ｂは、その材料および厚みが互いに同一であるものとする。
【００２２】
配線基板３内において、全ての第１無機絶縁層１１ａの材料および厚みは同一であることが望ましい。以下の説明においては、全ての第１樹脂層１０ａは、その材料および厚みが互いに同一であるものとする。
【００２３】
第１無機絶縁層１１ａ乃至第３無機絶縁層１１ｃは、その材料および／または厚みが互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。好ましくはこれらは互いに同一の材料である。また、好ましくは一方の厚みは他方の厚みに対して０．８〜１．２倍であり、より好ましくは双方の厚みは互いに同一である。以下の説明においては、第１無機絶縁層１１ａ乃至第３無機絶縁層１１ｃは、その材料および厚みが互いに同一であるものとする。
【００２４】
第１導電層７ａは、第１無機絶縁層１１ａに重なる第１金属層２１と、該第１金属層２１に重なる第２金属層２２とを有している。同様に、第２導電層７ｂは、第２無機絶縁層１１ｂに重なる第１金属層２１と、該第１金属層２１に重なる第２金属層２２とを有している。第３導電層７ｃは、第３無機絶縁層１１ｃに重なる第１金属層２１のみを有している。
【００２５】
なお、以下の説明においては、第１樹脂層１０ａおよび第２樹脂層１０ｂについて、単に「樹脂層１０」といい、これらを区別しないなど、樹脂層、無機絶縁層、導電層および貫通導体について、「第１」、「第２」、「ａ」、「ｂ」等を省略することがある。
【００２６】
（配線基板の各部の構成および材料）
樹脂層１０は、導電層７および貫通導体８の支持基体として機能するとともに、これらの短絡を防止する絶縁部材として機能するものである。また、樹脂層１０は、無機絶縁層１１同士の接着部材や無機絶縁層１１にクラックが発生した場合に、クラックの進展を防止する保護層としても機能する。
【００２７】
樹脂層１０は、厚みが例えば５μｍ以上３０μｍ以下に設定され、ヤング率が例えば０．２ＧＰａ以上２０ＧＰａ以下に設定され、平面方向への熱膨張率が例えば３ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃以下に設定され、厚み方向への熱膨張率が例えば３０ｐｐｍ／℃以上５０ｐｐｍ／℃以下に設定され、誘電正接が例えば０．０１以上０．０２以下に設定されている。
【００２８】
ここで、樹脂層１０のヤング率は、市販の引張り試験機を用いて、ＩＳＯ５２７‐１：１９９３に準じた測定方法により測定される。また、樹脂層１０の熱膨張率は、市販のＴＭＡ（Thermo-Mechanical Analysis）装置を用いて、ＪＩＳＫ７１９７‐１９９１に準じた測定方法により測定される。また、樹脂層の誘電正接は、ＪＩＳＲ１６２７‐１９９６に準じた共振器法により測定される。以下、無機絶縁層１１をはじめとする各部材の熱膨張率および誘電正接は、樹脂層１０と同様に測定される。
【００２９】
樹脂層１０は、図２に示すように、基材１５と、基材１５に含浸して硬化した樹脂からなる樹脂部１４と、樹脂部１４内に分布する多数のフィラー粒子１２からなるフィラーとを含んで構成されている。
【００３０】
基材１５は、樹脂層１０の平面方向の熱膨張率を低減するとともに、樹脂層１０の剛性を高めるものである。基材１５は、例えば、複数の繊維からなる織布もしくは不織布または複数の繊維を一方向に配列した繊維群により形成することができる。前記繊維としては、例えばガラス繊維、樹脂繊維、炭素繊維または金属繊維等を使用することができる。
【００３１】
樹脂部１４は、例えばエポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、シアネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、全芳香族ポリアミド樹脂又はポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂により形成することができる。該樹脂部は、ヤング率が例えば０．１ＧＰａ以上５ＧＰａ以下に設定され、厚み方向及び平面方向への熱膨張率が例えば２０ｐｐｍ／℃以上５０ｐｐｍ／℃以下に設定され、誘電正接が例えば０．０１以上０．０２以下に設定されている。
【００３２】
ここで、樹脂部１４のヤング率および硬度は、ＩＳＯ１４５７７−１：２００２に準じた次の方法で測定される。まず、樹脂層１０を厚み方向に沿って切断し、切断面をアルゴンイオンで研摩する。次に、ナノインデンターを用いて、該ナノインデンターのダイヤモンドからなるバーコビッチ圧子に荷重を印加して、該圧子を研磨面に対して押し込む。次に、押し込まれた圧子に印加された荷重を該圧子の接触投影面積で除算することによって、硬度を算出する。また、押し込む際の荷重と押し込み深さの関係から荷重−変位曲線を求め、該荷重−変位曲線からヤング率を算出する。この測定は、例えば、ＭＴＳ社製ナノインデンターＸＰを用いることができる。以下、無機絶縁層１１をはじめとする各部材のヤング率および硬度は、樹脂部１４と同様に測定される。
【００３３】
フィラーは、樹脂層１０の熱膨張率の低減および剛性向上に寄与する。フィラー粒子は、例えば酸化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、水酸化アルミニウム又は炭酸カルシウム等の無機絶縁材料により形成することができる。フィラー粒子は、粒径が例えば０．５μｍ以上５．０μｍ以下に設定され、熱膨張率が例えば０ｐｐｍ／℃以上１５ｐｐｍ／℃以下に設定される。また、樹脂部１４とフィラーの体積の合計に対するフィラーの体積の割合（フィラーの含有量）が例えば３体積％以上６０体積％以下に設定されている。
【００３４】
ここで、フィラー粒子の粒径は、次のように測定される。まず、樹脂層１０の研摩面若しくは破断面を電界放出型電子顕微鏡で観察し、２０粒子数以上５０粒子数以下の粒子を含むように拡大した断面を撮影する。次に、該拡大した断面にて各粒子の最大径を測定し、該測定された最大粒径をフィラー粒子の粒径とする。また、フィラーの含有量(体積％)は、樹脂層１０の研摩面を電界放出型電子顕微鏡で撮影し、画像解析装置等を用いて、樹脂部１４に占めるフィラーの面積比率（面積％）を１０箇所の断面にて測定し、その測定値の平均値を算出して含有量（体積％）とみなすことにより、測定される。
【００３５】
無機絶縁層１１は、例えば酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ホウ素、酸化マグネシウム又は酸化カルシウム等の無機絶縁材料により構成されており、樹脂材料と比較して剛性が高いことから、配線基板３の剛性を高める機能を有する。
【００３６】
無機絶縁層１１の平面方向の熱膨張率は、一般的な樹脂材料の平面方向の熱膨張率と比較して低いため、配線基板３の平面方向への熱膨張率をこれら配線基板に実装される電子部品（例えばＩＣチップ）の平面方向への熱膨張率に近づけることができる。その結果、例えば、熱応力に起因したバンプ付近の信頼性低下が抑制される。
【００３７】
無機絶縁層１１の厚み方向の熱膨張率は、平面方向の熱膨張率が低い樹脂フィルムの厚み方向の熱膨張率よりも小さいため、樹脂フィルムを用いた場合に比較して、配線基板３の厚み方向の熱膨張率を低減することができ、絶縁層６と貫通導体８との熱膨張率の違いに起因した熱応力を小さくすることができる。
【００３８】
一般的に、無機絶縁材料は樹脂材料よりも誘電正接が低く、しかも、無機絶縁層１１は、樹脂層１０よりも導電層７に対して近接して配置されていることから、無機絶縁層１１によって、導電層７の信号伝送特性が高められる。
【００３９】
無機絶縁層１１の厚みは、例えば５μｍ以上３０μｍ以下に設定され、ヤング率は、例えば１０ＧＰａ以上１００ＧＰａ以下、及び／又は、樹脂層１０の樹脂部の１０倍以上１００倍以下に設定される。また、無機絶縁層１１は、厚み方向及び平面方向への熱膨張率が例えば０ｐｐｍ／℃以上１０ｐｐｍ／℃以下に設定され、誘電正接が例えば０．０００１以上０．００１以下に設定されている。
【００４０】
この無機絶縁層１１は、上述した無機絶縁材料により形成することができるが、なかでも、低誘電正接及び低熱膨張率の観点から、酸化ケイ素を用いることが望ましい。
【００４１】
また、無機絶縁層１１は、アモルファス（非晶質）状態の無機絶縁材料により形成されている。アモルファス状態の無機絶縁材料は、結晶状態の無機絶縁材料と比較して、結晶構造に起因した熱膨張率の異方性を低減することができるため、配線基板３の加熱後配線基板３が冷却される際に、無機絶縁層１１の収縮を厚み方向及び平面方向にてより均一にすることができ、無機絶縁層１１におけるクラックの発生を低減できる。
【００４２】
このアモルファス状態の無機絶縁材料としては、例えば酸化ケイ素を９０質量％以上含む無機絶縁材料を用いることができ、なかでも、酸化ケイ素を９９質量％以上１００質量％未満含む無機絶縁材料を用いることが望ましい。酸化ケイ素を９０質量％以上１００質量％未満含む無機絶縁材料を用いる場合は、該無機絶縁材料は酸化ケイ素の他に、例えば酸化アルミニウム、酸化チタニウム、酸化マグネシウム又は酸化ジルコニウム等の無機絶縁材料を含んでも構わない。なお、アモルファス状態である無機絶縁材料は、結晶相の領域が例えば１０体積％未満に設定されており、なかでも５体積％未満に設定されていることが望ましい。
【００４３】
ここで、酸化ケイ素の結晶相領域の体積比は、以下のように測定される。まず、１００％結晶化した試料粉末と非晶質粉末とを異なる比率で含む複数の比較試料を作製し、該比較試料をＸ線回折法で測定することにより、該測定値と結晶相領域の体積比との相対的関係を示す検量線を作成する。次に、測定対象である調査試料をＸ線回折法で測定し、該測定値と検量線とを比較して、該測定値から結晶相領域の体積比を算出することにより、調査試料の結晶相領域の体積比が測定される。
【００４４】
無機絶縁層１１は、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、複数の第１無機絶縁粒子１３ａと該第１無機絶縁粒子１３ａよりも粒径が大きい複数の第２無機絶縁粒子１３ｂとを含む。この第１無機絶縁粒子１３ａ及び第２無機絶縁粒子１３ｂは、例えば、上述した酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ホウ素、酸化マグネシウム又は酸化カルシウム等の無機絶縁材料により形成することができる。
【００４５】
また、第１及び第２無機絶縁層１１ａ、１１ｂは、第１無機絶縁粒子１３ａと第２無機絶縁粒子１３ｂの合計体積に対して第１無機絶縁粒子１３ａを２０体積％以上４０体積％以下含み、前記合計体積に対して第２無機絶縁粒子１３ｂを６０体積％以上８０体積％以下含んでいる。このように、第２無機絶縁粒子１３ｂがある程度多くされることにより、複数の第２無機絶縁粒子１３ｂの間の領域に後述する空隙Ｖを容易に形成することができる。
【００４６】
第１無機絶縁粒子１３ａは、粒径が３ｎｍ以上１１０ｎｍ以下に設定されており、図３Ｂに示すように、第１ネック構造１７ａを介して互いに結合している。これにより、第１無機絶縁層１１ａは、フィラーが混入された樹脂に比較して無機絶縁粒子が緻密に配置されている。また、第１無機絶縁粒子１３ａ同士が互いに結合して骨格構造をなしており、個々の第１無機絶縁粒子１３ａが互いに拘束して流動しにくいため、フィラーを分散させた樹脂と比較して、低熱膨張かつ高剛性の無機絶縁層を得ることができる。なお、第１無機絶縁粒子１３ａのヤング率は、例えば１０ＧＰａ以上３０ＧＰａ以下に設定され、第１無機絶縁粒子１３ａの硬度は、例えば０．５ＧＰａ以上２ＧＰａ以下に設定されている。
【００４７】
また、第２無機絶縁粒子１３ｂは、粒径が０．５μｍ以上５μｍ以下に設定されており、第１無機絶縁粒子１３ａと第２ネック構造１７ｂにおいて結合することによって、第１無機絶縁粒子１３ａを介して互いに接着している。なお、第２無機絶縁粒子１３ｂの粒径は、第１無機絶縁粒子１３ａの粒径の例えば１０倍以上２００倍以下に設定されている。また、第２無機絶縁粒子１３ｂのヤング率は、例えば４０ＧＰａ以上７５ＧＰａ以下に設定され、及び/又は第１無機絶縁粒子１３ａのヤング率の例えば２倍以上７倍以下に設定されている。また、第２無機絶縁粒子１３ｂの硬度は、例えば５ＧＰａ以上１０ＧＰａ以下に設定され、及び/又は第１無機絶縁粒子１３ａの硬度の例えば３倍以上２０倍以下に設定されている。
【００４８】
ここで、第１無機絶縁粒子１３ａ及び第２無機絶縁粒子１３ｂは、無機絶縁層１１の研摩面若しくは破断面を電界放出型電子顕微鏡で観察することにより確認される。また、第１無機絶縁粒子１３ａ及び第２無機絶縁粒子１３ｂの体積％は、次のように算出される。まず、無機絶縁層１１の研摩面を電界放出型電子顕微鏡で撮影する。次に、撮影した画像から画像解析装置等を用いて、第１無機絶縁粒子１３ａ及び第２無機絶縁粒子１３ｂの面積比率（面積％）を測定する。そして、該測定値の平均値を算出することにより第１及び第２無機絶縁粒子１３ａ、１３ｂの体積％が算出される。また、第１無機絶縁粒子１３ａ及び第２無機絶縁粒子１３ｂの粒径は、無機絶縁層１１の研摩面若しくは破断面を電界放出型電子顕微鏡で観察し、２０粒子数以上５０粒子数以下の粒子を含むように拡大した断面を撮影し、該撮影した拡大断面にて各粒子の最大径を測定することにより、測定される。
【００４９】
無機絶縁層１１は、微小な粒子（第１無機絶縁粒子１３ａ及び第２無機絶縁粒子１３ｂ）が結合してなるため、表面に微細な凹凸が生じやすく、樹脂層１０が剥離しにくい。また、後述するように、粒子の隙間に樹脂層１０の一部が充填されるため、樹脂層１０が剥離しにくい。
【００５０】
ガラスクロスの各繊維は、平面方向に沿って配されており、厚み方向へ拘束されていない。このため、ガラスクロスに含浸された樹脂は、厚み方向への熱膨張率が大きくなりやすい。一方、第１無機絶縁粒子１３ａおよび第２無機絶縁粒子１３ｂは、３次元網目状構造を構成しており、厚み方向についても拘束されていることから、無機絶縁層１１は、厚み方向への熱膨張率が低減されやすい。
【００５１】
第１金属層２１および第２金属層２２はそれぞれ、例えば銅、銀、金、アルミニウム、ニッケル又はクロム等の導電材料により形成することができ、その厚みが例えば３μｍ以上２０μｍ以下に設定され、熱膨張率が例えば１４ｐｐｍ／℃以上１８ｐｐｍ／℃以下に設定されている。
【００５２】
貫通導体８は、厚み方向に互いに離間した導電層７同士を相互に接続するものである。貫通導体８は、例えば銅、銀、金、アルミニウム、ニッケル又はクロム等の導電材料により形成することができ、熱膨張率が例えば１４ｐｐｍ／℃以上１８ｐｐｍ／℃以下に設定されている。
【００５３】
第２絶縁層６ｂの厚みＨｂは、第１絶縁層６ａの厚みＨａよりも大きい。そして、第２貫通導体８ｂの高さ（Ｈｂ）は、第１貫通導体８ａの高さ（Ｈａ）よりも大きくなっている。例えば、第２貫通導体８ｂの高さＨｂは、第１貫通導体８ａの高さＨａの１．３倍以上１．７倍以下に設定されている。
【００５４】
第１絶縁層６ａは厚みが小さいため、厚み方向において（図１の断面で）、導電層７同士の距離が小さくなり、その密度が高まる。その結果、外部機器５（マザーボード）側で配線基板３に対する銅（CTEは16ppm/℃）の占める割合が高まって熱膨張率が高くなりやすい。それ故、第１絶縁層６ａをマザーボード側に配置することで、配線基板３とマザーボードとの熱応力を低減できる。一方、第２絶縁層６ｂは厚みが大きいため、厚み方向において（図１の断面）、熱膨張率が小さくなりやすい。それ故、第２絶縁層６ｂを電子部品２側に配置することで、配線基板３と電子部品２との熱応力を低減できる。これにより、電子部品２側とマザーボード側の両方の接続信頼性が高くなる。
【００５５】
第１貫通導体８ａは、第２絶縁層６ｂに向かって幅が狭くなるテーパ状に形成されている。また、第２貫通導体８ｂは、第１絶縁層６ａとは反対側に向かって幅が狭くなるテーパ状に形成されている。なお、第１貫通導体８ａおよび第２貫通導体８ｂは、同一方向に向かって幅が狭くなっている。
【００５６】
第１貫通導体８ａおよび第２貫通導体８ｂは、最大径（Ｄａ、Ｄｂ）が互いに概ね同等となるように形成されるとともに、最小径（Ｄｃ、Ｄｄ）が互いに概ね同等となるように形成されている。例えば、第２貫通導体８ｂの最大径Ｄｂは、第１貫通導体８ａの最大径Ｄａの９０％以上１１０％以下である。同様に、第２貫通導体８ｂの最小径Ｄｄは、第１貫通導体８ａの最小径Ｄｃの９０％以上１１０％以下である。
【００５７】
なお、上述のように、第１貫通導体８ａおよび第２貫通導体８ｂは、その高さが互いに異なるから、最大径および最小径が互いに概ね同等となるように形成されることによって、テーパ角が互いに異なっている。
【００５８】
このように最大径が揃えられると、第１導電層７ａと第２導電層７ｂとの間で共通のデザインルールを利用することができ、配線設計が容易化される。また、第２貫通導体８ｂのテーパ角を第１貫通導体８ａのテーパ角と同等とすると、第１貫通導体８ａよりも高さが大きい第２貫通導体８ｂの最小径Ｄｄが小さくなり、第２貫通導体８ｂと第３導電層７ｃとの接続に係る信頼性が低下するが、第２貫通導体８ｂの最小径Ｄｄを第１貫通導体８ａの最小径Ｄｃと同等に確保することにより、信頼性が向上する。
【００５９】
本実施形態では、樹脂層１０がそれぞれ基材１５を含み、厚みが同一となっている。さらに、無機絶縁層１１と樹脂層１０とが交互に積層されて、配線基板３の両主面に無機絶縁層１１が配置されている。その結果、配線基板３全体として、熱膨張率のバランスがとれ、反りを低減できる。
【００６０】
（第１及び第２無機絶縁粒子）
熱応力や機械的応力等の応力が配線基板３に印加された場合、第１無機絶縁粒子１３ａ同士が剥離することにより、無機絶縁層１１のクラックが生じることがある。しかし、無機絶縁層１１は、第１無機絶縁粒子１３ａよりも粒径の大きい第２無機絶縁粒子１３ｂを含む。従って、無機絶縁層１１にクラックが生じても、クラックが第２無機絶縁粒子１３ｂに達した際に、粒径の大きい第２無機絶縁粒子１３ｂによってクラックの伸長を阻止したり、あるいは、第２無機絶縁粒子の表面に沿ってクラックを迂回させたりすることができる。クラックの伸長を阻止したり、クラックを迂回させたりするには、第２無機絶縁粒子の粒径が０．５μｍ以上である場合が特に好ましい。
【００６１】
また、第２無機絶縁粒子１３ｂは粒径が大きいため、無機絶縁層１１を第２無機絶縁粒子のみで構成すると、１つの第２無機絶縁粒子の周囲に多くの他の第２無機絶縁粒子を配置することが困難となり、結果的に、第２無機絶縁粒子１３ｂ同士の接触面積が小さくなり、第２無機絶縁粒子１３ｂ同士の接着強度は小さくなりやすい。これに対して、配線基板３においては、第１無機絶縁層１１ａは、粒径の大きな第２無機絶縁粒子１３ｂのみならず粒径の小さい第１無機絶縁粒子１３ａを含み、第２無機絶縁粒子同士は、該第２無機絶縁粒子の周囲に配置された複数の第１無機絶縁粒子１３ａを介して接合している。それ故、第２無機絶縁粒子と第１無機絶縁粒子との接触面積を大きくすることができ、第２無機絶縁粒子１３ｂ同士の剥離を低減することができる。かかる効果は、第１無機絶縁粒子の粒径が１１０ｎｍ以下に設定されている場合に特に顕著となる。
【００６２】
一方、第１無機絶縁粒子１３ａは、粒径が３ｎｍ以上１１０ｎｍ以下と微小に設定されている。このように、第１無機絶縁粒子１３ａの粒径が非常に小さいため、第１無機絶縁粒子１３ａ同士が結晶化開始温度未満にて互いに強固に結合する。その結果、第１及び第２無機絶縁粒子自体がアモルファス状態のままで該粒子同士が結合し、無機絶縁層１１がアモルファス状態となる。それ故、上述した如く、無機絶縁層１１の熱膨張率の異方性が小さくなる。なお、無機絶縁粒子１３の粒径が３ｎｍ以上１１０ｎｍ以下と微小に設定されていると、第１無機絶縁粒子１３ａの原子、特に表面の原子が活発に運動するため、結晶化開始温度未満といった低温下でも第１無機絶縁粒子１３ａ同士が強固に結合すると推測される。なお、結晶化開始温度は、非晶質の無機絶縁材料が結晶化を開始する温度、すなわち、結晶相領域の体積が増加する温度である。
【００６３】
また、第２無機絶縁粒子１３ｂ同士が互いに離間するように、個々の第２無機絶縁粒子１３ｂは複数の第１無機絶縁粒子１３ａによって被覆されている。その結果、接着強度が低く且つ剥離しやすい第２無機絶縁粒子１３ｂ同士の接触が防止され、第２無機絶縁粒子１３ｂの剥離を抑制でき、ひいては、第２無機絶縁粒子に起因したクラックの発生及び伸長を低減することができる。
【００６４】
第１無機絶縁粒子１３ａ及び第２無機絶縁粒子１３ｂは、同一材料からなることが望ましい。その結果、無機絶縁層１１において、第１無機絶縁粒子１３ａと第２無機絶縁粒子１３ｂとの材料特性の違いに起因したクラックを低減することができる。また、第１無機絶縁粒子１３ａ及び第２無機絶縁粒子１３ｂは、樹脂層１０に含まれるフィラーと同一材料からなることが望ましい。その結果、樹脂層１０の熱膨張率を無機絶縁層１１の熱膨張率により近づけることができる。
【００６５】
第１無機絶縁粒子１３ａは、球状であることが望ましい。その結果、第２無機絶縁粒子間の空隙に多くの第１無機絶縁粒子１３ａを充填しやすくなる上、第１無機絶縁粒子１３ａ間の空隙の体積が低減され、無機絶縁層１１の内部構造を緻密にでき、無機絶縁層１１の剛性を向上させることができる。
【００６６】
また、第２無機絶縁粒子１３ｂは、曲面状であることが望ましく、さらには球状であることがより望ましい。その結果、第２無機絶縁粒子１３ｂの表面が滑らかになり、該表面における応力が分散され、第２無機絶縁粒子１３ｂの表面を起点とした無機絶縁層１１のクラックの発生を低減することができる。
【００６７】
第２無機絶縁粒子１３ｂは、第１無機絶縁粒子１３ａよりも硬度が高いことが望ましい。この場合、クラックが第２無機絶縁粒子１３ｂに達した際に、該クラックが第２無機絶縁粒子１３ｂの内部へ伸長することを低減し、ひいては無機絶縁層１１におけるクラックの伸長を低減することができる。また、後述するように、第２無機絶縁粒子１３ｂは第１無機絶縁粒子１３ａよりも硬度を容易に高めることができるため、無機絶縁層１１の剛性を容易に高めることができる。なお、硬度は、ナノインデンター装置を用いることにより、測定することができる。
【００６８】
第１ネック構造１７ａの幅Ｗ１は、第２ネック構造１７ｂの幅Ｗ２よりも大きいことが好ましい。第１無機絶縁粒子１３ａ及び第２無機絶縁粒子１３ｂは、コンクリートに配合されたセメント及び砂利のように作用する。すなわち、第１無機絶縁粒子１３ａは、セメントと同様に無機絶縁層全体を固める役割を担い、第２無機絶縁粒子１３ｂは、砂利と同様に無機絶縁層全体を強くする役割を担う。従って、第１ネック構造１７ａの幅が大きくされることにより、第１無機絶縁粒子１３ａの無機絶縁層全体を固める作用が大きくなり、全体として好適な無機絶縁層が実現される。
【００６９】
（第１無機絶縁粒子及び第２無機絶縁粒子に取り囲まれた空隙）
無機絶縁層１１は、図３Ａに示すように、厚み方向又は平面方向に沿った切断した断面において、第１無機絶縁粒子１３ａ及び第２無機絶縁粒子１３ｂに取り囲まれた複数の空隙Ｖを有し、該空隙Ｖには、樹脂層１０の一部が充填されている（第１充填部１９ａ）。その結果、配線基板３に応力が印加され、無機絶縁層１１にクラックが生じたとしても、該クラックの伸長を第１充填部１９ａによって阻止したり、迂回させたりすることができる。なお、各空隙Ｖは、複数の第１無機絶縁粒子１３ａおよび複数の第２無機絶縁粒子に取り囲まれている。すなわち、各空隙Ｖは、その内周面が複数の第１無機絶縁粒子１３ａおよび複数の第２無機絶縁粒子１３ｂにより構成されている。
【００７０】
また、第１充填部１９ａは、無機絶縁材料と比較してヤング率の低い樹脂材料を無機絶縁層１１よりも多く含むことから、配線基板３に応力が印加された場合、無機絶縁層１１内の空隙に配された第１充填部１９ａにより無機絶縁層１１に印加される応力を緩和することができ、該応力に起因した無機絶縁層１１におけるクラックの発生を低減することができる。この空隙Ｖは、前記断面における無機絶縁層１１の厚み方向の高さが０．３μｍ以上５μｍ以下に設定されていることが望ましく、前記断面における無機絶縁層１１の平面方向の幅が０．３μｍ以上５μｍ以下に設定されていることが望ましい。
【００７１】
空隙Ｖは、厚み方向又は平面方向に沿った切断した断面においては、第１無機絶縁粒子１３ａ及び第２無機絶縁粒子１３ｂに取り囲まれているが、３次元形状においては、無機絶縁層１１の平面方向に沿って伸長するとともに、他の一部が無機絶縁層１１の厚み方向に沿って伸長することによって、無機絶縁層１１の樹脂層１０に接する一主面に形成された開口に接続されて開気孔となっている。それ故、樹脂層１０の一部は、開口を介して空隙Ｖに充填されている。この開口は、平面方向に沿った幅が１μｍ以上２０μｍ以下に設定されていることが望ましい。
【００７２】
なお、第１充填部１９ａは、空隙Ｖに完全に充填されている必要はなく、空隙Ｖに第１樹脂層の一部が配置されていれば良い。
【００７３】
第１無機絶縁層１１ａは、第１無機絶縁粒子１３ａ及び第２無機絶縁粒子１３ｂが互いに接着することにより、３次元網目状構造を有することが望ましい。その結果、第１充填部１９ａによる無機絶縁層１１のクラック低減効果を高めることができる。
【００７４】
（第１無機絶縁粒子間の間隙）
上述のように、無機絶縁層１１において、複数の第１無機絶縁粒子１３ａは、第１ネック構造１７ａにおいて互いに結合されている。ただし、第１無機絶縁層１１ａは、焼結された無機絶縁層のように粒子同士が一体化しておらず、第１ネック構造１７ａが維持されており、複数の第１無機絶縁粒子１３ａは、その間に第１間隙Ｇ１が形成された骨格構造を構成している。そして、第１間隙Ｇ１には、第１樹脂層１０ａの樹脂が充填されている（第２充填部１９ｂ）。
【００７５】
従って、第１無機絶縁層１１ａは、無機絶縁材料の骨格構造により低熱膨張率が実現されるとともに、樹脂からなる第２充填部１９ｂによって骨格構造が補強されることにより高強度が実現される。
【００７６】
また、第２無機絶縁粒子１３ｂと、その周囲の複数の第１無機絶縁粒子１３ａとの間においても第２間隙Ｇ２が形成されており、第２間隙Ｇ２にも第１樹脂層１０ａの樹脂が充填されている（第３充填部１９ｃ）。第３充填部１９ｃも第２充填部１９ｂと同様に、第１無機絶縁粒子１３ａ及び第２無機絶縁粒子１３ｂによる骨格構造の補強に寄与している。
【００７７】
第１間隙Ｇ１及び第２間隙Ｇ２は、第１無機絶縁粒子１３ａが緻密化されないことによって形成されており、その大きさは、概略（オーダー的に）、第１無機絶縁粒子１３ａの大きさ程度である。従って、第１無機絶縁粒子１３ａの粒径が３ｎｍ以上１１０ｎｍ以下であることが好ましいことに対応して、第１間隙Ｇ１及び第２間隙Ｇ２の、第１無機絶縁層１１ａの所定断面における径は、３ｎｎｍ以上１１０ｎｍ以下であることが好ましい。また、第１無機絶縁層１１ａの所定断面において、第１間隙Ｇ１もしくは第２間隙Ｇ２の面積は、例えば第１無機絶縁粒子１３ａの面積の２倍以下である。第１間隙Ｇ１及び第２間隙Ｇ２がこのような径および／または面積とされることにより、複数の第１無機絶縁粒子１３ａの緻密性を維持しつつ、樹脂を第１間隙Ｇ１に充填することができる。
【００７８】
なお、後述するように、空隙Ｖは、第２無機絶縁粒子１３ｂの体積％の影響を受ける。そして、空隙Ｖは、概略（オーダー的に）、第２無機絶縁粒子１３ｂ間の間隔程度の大きさとなる。従って、第１間隙Ｇ１及び第２間隙Ｇ２の径は、空隙Ｖの径に比較して、第２無機絶縁粒子１３ｂの大きさと第１無機絶縁粒子１３ａの大きさとの差程度の差で小さい。例えば、第１無機絶縁粒子１３ａの粒径が３ｎｍ以上１１０ｎｍ以下、第２無機絶縁粒子１３ｂの粒径が０．５μｍ以上５μｍ以下であるとすれば、第１間隙Ｇ１及び第２間隙Ｇ２の径は、空隙Ｖの径に対して０．０００６〜０．２２倍（３ｎｍ／５ｍμｍ〜１１０ｎｍ／０．５μｍ）であり、より好ましくは、空隙Ｖの径に対して０．００５〜０．１倍である。なお、第１無機絶縁層１１ａの所定断面において、空隙Ｖの面積は、例えば第２無機絶縁粒子１３ｂの面積の０．５倍以上である。
【００７９】
また、無機絶縁層１１の所定断面において、空隙Ｖ及び第２間隙Ｇ２が第２無機絶縁粒子１３ｂに接する部分があるのに対し、第１間隙Ｇ１は、第１無機絶縁粒子１３ａに取り囲まれ、第１無機絶縁粒子１３ａのみに接している。この特徴も、第１間隙Ｇ１と空隙Ｖとを区別するのに役立つ。
【００８０】
第１間隙Ｇ１は、空隙Ｖと同様に、所定断面においては、第１無機絶縁粒子１３ａに取り囲まれているが、３次元形状においては、無機絶縁層１１の平面方向に沿って伸長するとともに、他の一部が無機絶縁層１１の厚み方向に沿って伸長することによって、無機絶縁層１１の樹脂層１０に接する一主面に形成された不図示の開口に接続されて開気孔となっている。それ故、樹脂層１０の一部は、該開口を介して第１間隙Ｇ１に充填されている。なお、第２間隙Ｇ２も、直接又は第１間隙Ｇ１を介して、無機絶縁層１１の樹脂層１０に接する一主面に形成された不図示の開口に接続されている。
【００８１】
また、第１間隙Ｇ１および第２間隙Ｇ２は、無機絶縁層１１の主面に形成された開口に接続されているのと同様に、空隙Ｖ（第１充填部１９ａ）に通じている。従って、第１間隙Ｇ１および第２間隙Ｇ２には、空隙Ｖを介して樹脂層１０の樹脂が供給される。すなわち、複数の空隙Ｖが分布していることにより、第１間隙Ｇ１および第２間隙Ｇ２への樹脂の充填が促進される。
【００８２】
なお、第２充填部１９ｂは、第１間隙Ｇ１に完全に充填されている必要はなく、第１間隙Ｇ１に第１樹脂層の一部が配置されていれば良い。第３充填部１９ｃについても同様である。
【００８３】
第１間隙Ｇ１及び第２間隙Ｇ２は、比較的小さいことから、第２充填部１９ｂ及び第３充填部１９ｃは、樹脂層１０に含まれるフィラー粒子１２を全く若しくは殆ど含まない。例えば、フィラー粒子１２の粒径が０．５μｍ以上５．０μｍ以下であれば、第２充填部１９ｂ及び第３充填部１９ｃは、フィラー粒子１２を含まない。当該特徴も、第１間隙Ｇ１及び第２間隙Ｇ２と空隙Ｖとを区別することに役立つ。
【００８４】
＜配線基板の製造方法＞
（１）上面に銅箔等の金属箔２１ｘが形成された支持体２０を準備し、金属箔２１ｘの上面に第３無機絶縁層１１ｃを形成する。具体的には、例えば以下のように行う。
【００８５】
まず、図４Ａに示すように、上面に金属箔２１ｘが形成された支持体２０を準備する。次に、第１無機絶縁粒子１３ａ及び第２無機絶縁粒子１３ｂを含む固形分と、溶剤とを有する無機絶縁ゾルを金属箔２１ｘの上面に塗布する。次に、溶剤を蒸発させた後、加熱して無機絶縁粒子同士を結合させることにより、図４Ｂに示すように、第３無機絶縁層１１ｃを形成することができる。
【００８６】
支持体２０は、金属箔、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させた樹脂板、又は紙にフェノール樹脂を含浸させた樹脂板等を含む支持部と、樹脂又はニッケルを含む接着材と、を備えており、該接着材を介して金属箔２１ｘと接着したものを用いることが望ましい。
【００８７】
無機絶縁ゾルは、例えば、固形分を１０％体積以上５０体積％以下含み、溶剤を５０％体積以上９０体積％以下含む。これにより、無機絶縁ゾルの粘度を低く保持しつつ、無機絶縁ゾルより形成される無機絶縁層の生産性を高く維持できる。
【００８８】
無機絶縁ゾルの固形分は、例えば、第１無機絶縁粒子１３ａを２０体積％以上４０体積％以下含み、第２無機絶縁粒子１３ｂを６０体積％以上８０体積％以下含む。これにより、無機絶縁ゾルの溶剤を蒸発させるときに第３無機絶縁層１１ｃにおけるクラックの発生を効果的に低減できる。
【００８９】
なお、第１無機絶縁粒子１３ａは、酸化ケイ素から成る場合、例えば、ケイ酸ナトリウム水溶液(水ガラス)等のケイ酸化合物を精製し、化学的に酸化ケイ素を析出させることにより、作製することができる。この場合、低温条件下で第１無機絶縁粒子１３ａを作製することができるため、アモルファス状態である第１無機絶縁粒子１３ａを作製することができる。また、第１無機絶縁粒子１３ａの粒径は、酸化ケイ素の析出時間を調整することによって調整され、具体的には、析出時間を長くするほど第１無機絶縁粒子１３ａの粒径は大きくなる。
【００９０】
一方、第２無機絶縁粒子１３ｂは、酸化ケイ素から成る場合、例えばケイ酸ナトリウム水溶液(水ガラス)等のケイ酸化合物を精製し、化学的に酸化ケイ素を析出させた溶液を火炎中に噴霧し、凝集物の形成を低減しつつ８００℃以上１５００℃以下に加熱することにより、作製することができる。それ故、第２無機絶縁粒子１３ｂは、第１無機絶縁粒子１３ａと比較して粒径が大きいことから、高温加熱時における凝集体の形成を低減しやすく、高温加熱で容易に作製することができ、ひいては硬度を容易に高めることができる。
【００９１】
また、第２無機絶縁粒子１３ｂを作製する際の加熱時間は、１秒以上１８０秒以下に設定されていることが望ましい。その結果、該加熱時間を短縮することにより、８００℃以上１５００℃以下に加熱した場合においても、第２無機絶縁粒子１３ｂの結晶化を抑制し、アモルファス状態を維持することができる。
【００９２】
一方、無機絶縁ゾルに含まれる溶剤は、例えばメタノール、イソプロパノール、n-ブタノール、エチレングリコール、エチレングリコールモノプロピルエーテル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、キシレン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジメチルアセトアミド、及び／またはこれらから選択された２種以上の混合物を含んだ有機溶剤を使用することができる。なかでも、メタノール、イソプロパノール又はプロピレングリコールモノメチルエーテルを含んだ有機溶剤が望ましい。その結果、無機絶縁ゾルを均一に塗布することができる上、溶剤を効率良く蒸発させることができる。
【００９３】
無機絶縁ゾルの塗布は、例えば、ディスペンサー、バーコーター、ダイコーター又はスクリーン印刷を用いて行うことができる。このとき、上述した如く、無機絶縁ゾルの固形分が５０体積％以下に設定されていることから、無機絶縁ゾルの粘度が低く設定され、塗布された無機絶縁ゾルの平坦性を高くすることができる。また、第１無機絶縁粒子１３ａの粒径は、上述したように、３ｎｍ以上に設定されているため、これによっても無機絶縁ゾルの粘度が良好に低減され、塗布された無機絶縁ゾルの平坦性を向上させることができる。
【００９４】
無機絶縁ゾルの乾燥は、例えば加熱及び風乾により行われる。乾燥温度が、例えば、２０℃以上溶剤の沸点(二種類以上の溶剤を混合している場合には、最も沸点の低い溶剤の沸点)未満に設定され、乾燥時間が、例えば２０秒以上３０分以下に設定される。その結果、溶剤の沸騰が低減され、沸騰の際に生じる気泡の圧力によって第１及び第２無機絶縁粒子１３ａ、１３ｂが押し出されることが抑制され、該粒子の分布をより均一にすることが可能となる。
【００９５】
乾燥中、第１及び第２無機絶縁粒子１３ａ、１３ｂの接触部（第１ネック構造１７ａ、第２ネック構造１７ｂ）が太くなる。ただし、高温に加熱しないため、ネック構造を維持することができ、第１無機絶縁粒子１３ａによる骨格構造が形成される（第１間隙Ｇ１および第２間隙Ｇ２が形成される。）。また、第１無機絶縁粒子１３ａは、第２無機絶縁粒子１３ｂに比較して原子の運動が活発なので、第１無機絶縁粒子１３ａ同士の第１ネック構造１７ａの方が第１無機絶縁粒子１３ａと第２無機絶縁粒子１３ｂとの第２ネック構造１７ｂよりも太くなる。
【００９６】
溶剤の蒸発に伴って無機絶縁ゾルが収縮するが、かかる溶剤は第１及び第２無機絶縁粒子１３ａ、１３ｂの間隙に含まれており、第１及び第２無機絶縁粒子１３ａ、１３ｂ自体には含まれていない。このため、無機絶縁ゾルが粒径の大きい第２無機絶縁粒子１３ｂを含んでいると、その分、溶剤が充填される領域が少なくなり、無機絶縁ゾルの溶剤の蒸発時、無機絶縁ゾルの収縮量が小さくなる。すなわち、第２無機絶縁粒子１３ｂによって無機絶縁ゾルの収縮が規制されることとなる。その結果、無機絶縁ゾルの収縮に起因するクラックの発生を低減することができる。また、仮にクラックが生じても、粒径の大きい第２無機絶縁粒子１３ｂによって該クラックの伸長を妨げることができる。
【００９７】
粒径が０．５μｍ以上の第２無機絶縁粒子１３ｂを無機絶縁ゾルの固形分に６０体積％以上含ませると、第２無機絶縁粒子１３ｂ同士が互いに接近し、この第２無機絶縁粒子１３ｂに取り囲まれた領域が数多く形成される。この状態で第２無機絶縁粒子１３ｂ間の間隙に充填された溶剤を蒸発させると、該間隙内で第１無機絶縁粒子１３ａの収縮が起きて、空隙Ｖが形成される。その結果、第１無機絶縁粒子１３ａ及び第２無機絶縁粒子１３ｂに取り囲まれた空隙Ｖを形成することができる。
【００９８】
また、粒径が０．５μｍ以上の第２無機絶縁粒子１３ｂを６０体積％以上含ませると、第２無機絶縁粒子１３ｂ同士が近接しやすい。一方、溶剤は第２無機絶縁粒子１３ｂ同士の対向領域に残留しやすく、該残留した溶剤中には多くの第１無機絶縁粒子１３ａが含まれている。そして、残留した溶剤を蒸発させると、溶剤の蒸発に伴って溶剤中に含まれていた第１無機絶縁粒子１３ａが第２無機絶縁粒子の対向領域で凝集する。その結果、第２無機絶縁粒子１３ｂ同士の間に第１無機絶縁粒子１３ａを介在させることができる。第１無機絶縁粒子１３ａを良好に第２無機絶縁粒子１３ｂ同士の間に介在させるには、無機絶縁ゾルの固形分は、第１無機絶縁粒子１３ａを２０体積％以上含むことが望ましい。
【００９９】
なお、第１無機絶縁粒子１３ａ若しくは第２無機絶縁粒子１３ｂの粒径若しくは含有量、無機絶縁ゾルの溶剤の種類若しくは量、乾燥時間、乾燥温度、乾燥時の風量若しくは風速、又は、乾燥後の加熱温度若しくは加熱時間を適宜調整することにより、空隙Ｖを所望の形状に形成することができる。
【０１００】
無機絶縁ゾルの加熱温度は、残存した溶剤を蒸発させるため、溶剤の沸点以上で行うことが望ましい。また、前記加熱温度は、第１無機絶縁粒子１３ａ及び第２無機絶縁粒子１３ｂの結晶化開始温度未満に設定されていることが望ましい。この場合、第１無機絶縁粒子１３ａ及び第２無機絶縁粒子１３ｂの結晶化を低減し、アモルファス状態の割合を高めることができる。その結果、結晶化した無機絶縁層１１が相転移によって収縮することを低減し、無機絶縁層１１におけるクラックの発生を低減できる。
【０１０１】
無機絶縁ゾルは、粒径が１１０ｎｍ以下に設定された第１無機絶縁粒子１３ａを有している。その結果、無機絶縁ゾルの加熱温度が比較的低温、例えば、第１無機絶縁粒子１３ａ及び第２無機絶縁粒子１３ｂの結晶化開始温度未満と低温であっても、第１無機絶縁粒子１３ａ同士を強固に結合させることができる。なお、第１無機絶縁粒子１３ａとして酸化ケイ素により形成されたものを用いる場合、第１無機絶縁粒子１３ａ同士を強固に結合させることができる温度は、例えば、第１無機絶縁粒子１３ａの粒径を１１０ｎｍ以下に設定した場合は２５０℃程度であり、前記粒径を１５ｎｍ以下に設定した場合は１５０℃程度である。また、第１及び第２無機絶縁粒子１３ａ、１３ｂが酸化ケイ素から成る場合、その結晶化開始温度は１３００℃程度である。
【０１０２】
なお、無機絶縁ゾルの加熱は、温度が例えば１００度以上２２０度未満に設定され、時間が例えば０．５時間以上２４時間以下に設定されており、例えば大気雰囲気中で行われる。なお、加熱温度を１５０℃以上にする場合、金属箔２１ｘの酸化を抑制するため、無機絶縁ゾルの加熱は、真空、アルゴン等の不活性雰囲気又は窒素雰囲気にて行われることが望ましい。
【０１０３】
（２）第３無機絶縁層１１ｃの上面に、第２樹脂層１０ｂ、第２無機絶縁層１１ｂ及び金属箔２１ｘを形成する。具体的には、例えば以下のように行う。
【０１０４】
まず、図４Ｃに示すように、未硬化の樹脂を含む樹脂前駆体シート１０ｘと、金属箔２１ｘ及び無機絶縁層１１（第２無機絶縁層１１ｂ）を含む積層シート１６と、を準備する。次に、第３無機絶縁層１１ｃ上面に樹脂前駆体シート１０ｘを当接させ、樹脂前駆体シート１０ｘ上面に第２無機絶縁層１１ｂを当接させて、支持体２０、樹脂前駆体シート１０ｘ及び積層シート１６を積層する。次に、該積層体を加熱加圧して樹脂前駆体シート１０ｘを硬化させることにより、図４Ｄに示すように、第２樹脂層１０ｂを形成し、該第２樹脂層１０ｂを介して第３無機絶縁層１１ｃ及び第２無機絶縁層１１ｂを接着させる。
【０１０５】
樹脂前駆体シート１０ｘは、その厚みを適宜調整することにより、樹脂層１０を所望の厚みとすることができる。また、未硬化の樹脂は、ＩＳＯ４７２：１９９９に準ずるＡ−ステージ又はＢ−ステージの状態である。
【０１０６】
積層シート１６は、例えば以下のように作製することができる。まず、金属箔２１ｘを準備する。次に、（１）の工程と同様に、無機絶縁ゾルを金属箔２１ｘに塗布し、溶剤を蒸発させた後、加熱することにより、無機絶縁層１１を形成して、積層シート１６を作製することができる。
【０１０７】
積層体の加熱温度は、樹脂前駆体シート１０ｘの硬化開始温度以上熱分解温度未満に設定されている。具体的には、樹脂前駆体シートがエポキシ樹脂、シアネート樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂又はポリフェニレンエーテル樹脂からなる場合、前記加熱温度が例えば１７０℃以上２３０℃以下に設定される。また、前記積層体の圧力は、例えば２ＭＰａ以上３ＭＰａ以下に設定され、加熱時間及び加圧時間は、例えば０．５時間以上２時間以下に設定されている。なお、硬化開始温度は、樹脂が、ＩＳＯ４７２：１９９９に準ずるＣ−ステージの状態となる温度である。
【０１０８】
硬化のための加熱により樹脂前駆体シート１０ｘは一時液状化し、無機絶縁層１１（ここでは第３無機絶縁層１１ｃ及び第２無機絶縁層１１ｂ）に浸透する。これにより、空隙Ｖに樹脂が充填されて第１充填部１９ａが形成される。また、第１間隙Ｇ１及び第２間隙Ｇ２に樹脂が充填されて第２充填部１９ｂ及び第３充填部１９ｃが形成される。
【０１０９】
なお、浸透は毛細管力によって起きると考えられる。毛細管力は隙間径に反比例して大きくなる。従って、第１無機絶縁粒子１３ａの粒径が小さいことにより、第１間隙Ｇ１および第２間隙Ｇ２の隙間径は狭いが、その一方で毛細管力が大きくなることから、樹脂は第１無機絶縁層１１ａに十分に浸透する。
【０１１０】
（３）第２無機絶縁層１１ｂ、第２樹脂層１０ｂ及び第３無機絶縁層１１ｃを厚み方向に貫通するビア孔を形成し、その後、当該ビアに充填された第２貫通導体８ｂ及び第２無機絶縁層１１ｂ上面に位置する第２導電層７ｂを形成する。具体的には、例えば、以下のように行う。
【０１１１】
まず、例えばＹＡＧレーザー装置又は炭酸ガスレーザー装置を用いて、最上層の金属箔２１ｘ上から積層体へレーザー光を照射することにより、ビア孔を形成する。ビア孔は、レーザー光の照射量又は照射時間を適宜調整することにより、支持体２０側ほど断面積が小さくなるように形成することができる。また、ビア孔の直径の調整は、マスクの変更(ピンホールの径を変える)および／またはピントの調整(ピントを甘くすると大きくなる)によって行うこともできる。また、テーパーの調整は、レーザー光の中のエネルギー分布を調整することで行うこともできる。例えば、通常はガウシアンビーム(ガウシアン分布)と呼ばれるビーム中央部のエネルギーが高くなったレーザー光を使う。このため、中央部は深く掘れ、周辺部は浅くなり、テーパーが付く。これに対し、トップハットビームという、台形状、理想的には四角形のエネルギー分布を持つレーザー光を用いるとテーパーをほとんどなくすことができる。
【０１１２】
次に、サブトラクティブ法、フルアディティブ法もしくはセミアディティブ法等の適宜な方法により第２貫通導体８ｂ及び第２導電層７ｂを形成する。本実施形態では、サブトラクティブ法の一種であるパターンめっき法により第２貫通導体８ｂ及び第２導電層７ｂが形成された場合を例示している。
【０１１３】
この方法では、ビア孔が形成された積層体上に無電解めっき法により下地層を形成し、その上にレジストを成膜・パターニングし、電気めっき法により金属を析出させ、その後、レジストを除去する。これにより、図４Ｅに示すように第２貫通導体８ｂ及び第２金属層２２が形成される。その後、下地層及び金属箔２１ｘの第２金属層２２からの露出部分をエッチングにより除去することにより、図４Ｆに示すように第１金属層２１が形成され、ひいては、第１金属層２１及び第２金属層２２を含む第２導電層７ｂが形成される。
【０１１４】
（４）第２無機絶縁層１１ｂの上面に、第１樹脂層１０ａ、第１無機絶縁層１１ａ及び金属箔２１ｘを形成する。具体的には、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、（２）の工程と同様の工程を行う。
【０１１５】
（５）第１無機絶縁層１１ａ及び第１樹脂層１０ａを厚み方向に貫通するビア孔を形成し、図５Ｃに示す第１貫通導体８ａ及び第１導電層７ａを形成する。具体的には、（３）の工程と同様に行う。
【０１１６】
上述した（４）及び（５）の工程を繰り返すことにより、図５Ｄに示すように、第２絶縁層６ｂ上に第１絶縁層６ａと第１導電層７ａとが交互に複数積層される。
【０１１７】
（６）図５Ｄに示すように、支持体２０から第２絶縁層６ｂ側最外層の金属箔２１ｘを剥離する。具体的には、例えば、支持体２０が上方に位置するように配線基板３を多孔質のテーブル上に載置し、真空ポンプを用いて吸引することにより配線基板３を固定し、支持体２０を上方に引っ張ることにより、支持体２０から金属箔２１ｘを剥離することができる。
【０１１８】
（７）例えばフォトリソグラフィー技術、エッチング法等を用いて第２絶縁層６ｂ側最外層の金属箔２１ｘをパターニングすることにより、図１に示すように、第３導電層７ｃが形成される。
【０１１９】
以上のようにして、配線基板３を作製することができる。
【０１２０】
＜第２実施形態＞
図６に示す第２実施形態に係る実装構造体１０１及び配線基板１０３は、基本的には第２樹脂層の構成のみが第１実施形態と相違する。具体的には、以下のとおりである。
【０１２１】
配線基板１０３の第２樹脂層１１０ｂは、基材を含まず、樹脂部と、樹脂部に混入されたフィラーとによって構成され、また、ヤング率が第１樹脂層１０ａよりも小さく設定されている。また、第２樹脂層１１０ｂの厚みＴｂは、第１樹脂層１０ａの厚みＴａ及び第２無機絶縁層１１ｂの厚みよりも小さく設定されている。
【０１２２】
第２樹脂層１１０ｂの樹脂部は、例えばエポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、シアネート樹脂またはポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂からなる。第２樹脂層１１０ｂのフィラーは、例えば酸化ケイ素等の無機絶縁材料により形成された多数のフィラー粒子から成る。フィラー粒子は、粒径が例えば０．０５μｍ以上０．７μｍ以下に設定されており、第２樹脂層１１０ｂにおける含有量が例えば０体積％以上１０体積％以下に設定されている。
【０１２３】
また、第２樹脂層１１０ｂは、厚みが例えば０．１μｍ以上５μｍ以下に設定され、ヤング率が例えば０．０１ＧＰａ以上１ＧＰａ以下に設定され、硬度が例えば０．０１ＧＰａ以上０．３ＧＰａ以下に設定され、厚み方向および平面方向への熱膨張率が例えば２０ｐｐｍ／℃以上１００ｐｐｍ／℃以下に設定され、誘電正接が例えば０．００５以上０．０２以下に設定されている。
【０１２４】
第２樹脂層１１０ｂは、基材を含まないことから薄く形成されやすい。そして、第２樹脂層１１０ｂが薄く形成されることによって、第２無機絶縁層１１ｂ及び第３無機絶縁層１１ｃの厚みを相対的に大きくし、第２絶縁層１０６ｂの熱膨張係数を低下させることができる。その結果、例えば、第２絶縁層１０６ｂ側に電子部品２が実装されたときに、一般に熱膨張係数が低い電子部品２との間に生じる平面方向の熱応力を低減することができる。
【０１２５】
なお、第２貫通導体１０８ｂは、第１実施形態の第２貫通導体８ｂと同様に、最大径及び最小径が第１貫通導体８ａと同一になるように形成されている。ただし、第２絶縁層１０６ｂが第１実施形態の第２絶縁層６ｂよりも薄くなっていることに伴って、第２貫通導体１０８ｂは高さやテーパ角が第１実施形態の第２貫通導体８ｂと異なっている。
【０１２６】
また、配線基板１０３の製造方法は、第１実施形態の配線基板３の製造方法と概ね同様であり、第２樹脂層１０ｂとなる樹脂前駆体シート１０ｘに代えて、第２樹脂層１１０ｂとなる樹脂シートを用いる点のみが第１実施形態と相違する。
【０１２７】
＜第３実施形態＞
図７に示す第３実施形態に係る配線基板２０３は、第２絶縁層１０６ｂが第３無機絶縁層１１ｃを有さず、第３導電層７ｃが第２樹脂層１０ｂの第２無機絶縁層１１ｂとは反対側の主面に形成されている点のみが第１実施形態の配線基板３と相違する。
【０１２８】
また、実装構造体２０１においては、第１実施形態と異なり、電子部品２は、配線基板３の第１絶縁層６ａ側の主面に実装され、配線基板３は、第２絶縁層２０６ｂ側において外部機器５と接続されている。
【０１２９】
配線基板２０３では、第２実施形態とは逆に、第１絶縁層６ａ側において熱膨張係数が相対的に低くなる。その結果、第１絶縁層６ａ側に電子部品２が実装されたときに、一般に熱膨張係数が低い電子部品２との間に生じる平面方向の熱応力を低減することができる。
【０１３０】
また、外部機器５（マザーボード）側の主面に樹脂層１０が配されているため、ヤング率が低く柔らかい樹脂層１０が変形し、配線基板３とマザーボードとの熱応力を低減できる。
【０１３１】
配線基板２０３の第２絶縁層１０６ｂは、以下のようにして形成することができる。
【０１３２】
（１Ｂ）図８Ａに示すように、第１実施形態の（１）の工程の一部と同様に、上面に金属箔２１ｘが形成された支持体２０を準備する。ただし、第１実施形態の（１）の工程とは異なり、金属箔２１ｘ上に第３無機絶縁層１１ｃは形成されない。
【０１３３】
（２Ｂ）図８Ｂ及び図８Ｃに示すように、第１実施形態の（２）の工程と同様に、第２樹脂層１０ｂ、第２無機絶縁層１１ｂ及び金属箔２１ｘを形成する。ただし、第１実施形態とは異なり、樹脂前駆体シート１０ｘは、支持体２０に形成された金属箔２１ｘに重ねられる。
【０１３４】
（３Ｂ）図８Ｄに示すように、以降の工程は、第１実施形態の（３）の工程以降と同様である。
【０１３５】
このように第３実施形態の配線基板２０３の製造方法は、支持体２０に支持された金属箔２１ｘに第３無機絶縁層１１ｃを形成する工程が不要であり、樹脂前駆体シート１０ｘ及び積層シート１６を繰り返し積層するだけでよいことから、第１実施形態の配線基板３の製造法よりも簡素である。
【０１３６】
また、全ての絶縁層（６ａ，２０６ｂ）が１層の無機絶縁層１１と１層の樹脂層１０を有するため、全ての層のビア加工が同じ条件(レーザー加工装置の設定と調整)でできるので、作業が容易になる。
【０１３７】
本発明は、上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更、改良、組合せ等が可能である。 
【０１３８】
上述した本発明の実施形態においては、無機絶縁層に第１無機絶縁粒子及び第２無機絶縁粒子を含んでいたが、無機絶縁層には適宜な粒径の無機絶縁粒子が含まれていればよく、第１無機絶縁粒子及び第２無機絶縁粒子の一方のみが無機絶縁層に含まれていても構わないし、第１無機絶縁粒子及び第２無機絶縁粒子に代えて、もしくは加えて、これらとは粒径の異なる他の粒径の無機絶縁粒子が無機絶縁層に含まれていても構わない。
【０１３９】
また、上述した本発明の実施形態においては、無機絶縁層は、第１無機絶縁粒子及び第２無機絶縁粒子に取り囲まれた空隙及び当該空隙に充填された樹脂を有したが、これらは設けられなくてもよい。この場合、無機絶縁層に含まれる第１無機絶縁粒子の体積％の上限値は実施形態よりも小さくてよく、無機絶縁層に含まれる第２無機絶縁粒子の体積％の下限値は実施形態よりも大きくてよい。例えば、無機絶縁層は、第１無機絶縁粒子を２０体積％以上９０体積％以下含み、第２無機絶縁粒子を１０体積％以上８０体積％以下含んでよい。同様に、第１無機絶縁粒子間の間隙には、樹脂が充填されていなくても構わない。
【０１４０】
また、上述した本発明の実施形態においては、無機絶縁ゾルの乾燥（溶剤の蒸発）と加熱とを別々に行っていたが、これらは同時に行っても構わない。
【０１４１】
また、上述した本発明の実施形態においては、未硬化の樹脂前駆体シートを無機絶縁層間等に配置したが、未硬化で液状の樹脂前駆体を無機絶縁層等に塗布しても構わない。
【０１４２】
また、実施形態では、金属箔を含んで導電層を形成したが、金属箔が除去された後、導電層となる金属層が形成されてもよい。
【０１４３】
貫通導体はテーパ角が互いに同一とされてもよい。この場合、第２貫通導体の高さが第１貫通導体の高さよりも大きい配線基板においては、第２貫通導体の最大径が第１貫通導体の最大径よりも大きくされることが好ましい。
【符号の説明】
【０１４４】
１      実装構造体
２      電子部品
３      配線基板
４      バンプ
５      外部機器
６      絶縁層
６ａ    第１絶縁層
６ｂ    第２絶縁層
７      導電層
７ａ    第１導電層
７ｂ    第２導電層
７ｃ    第３導電層
８      貫通導体
８ａ    第１貫通導体
８ｂ    第２貫通導体
１０    樹脂層
１０ａ  第１樹脂層
１０ｂ  第２樹脂層
１０ｘ  樹脂前駆体シート
１１    無機絶縁層
１１ａ  第１無機絶縁層
１１ｂ  第２無機絶縁層
１１ｃ  第３無機絶縁層
１２    フィラー粒子
１３    無機絶縁粒子
１３ａ  第１無機絶縁粒子
１３ｂ  第２無機絶縁粒子
１４    樹脂部
１５    基材
１６    積層シート
１７ａ  第１ネック構造
１７ｂ  第２ネック構造
１９ａ  第１充填部
１９ｂ  第２充填部
１９ｃ  第３充填部
２０    支持体
２１    第１金属層
２１ｘ  金属箔
２２    第２金属層
Ｇ１    第１間隙
Ｇ２    第２間隙
Ｖ      空隙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2013030700.tif 000009
【図８】
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